SISTEMAS DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS (SPDA)

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CURSO A DISTÂNCIA EM MANUTENÇÃO DE EDIFICAÇÕES - MÓDULO 02/ AULA 08 
 
 
SISTEMAS DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS 
(SPDA) 
 
Engenheiro Fauzi Geraix Filho 
 
 
1- DESCARGAS ATMOSFÉRICAS 
 
 
1.1 Introdução a Descargas Atmosféricas 
 
A formação de cargas nas nuvens, e consequentemente sua descarga 
na terra, é um fenômeno normal e natural que assola a Terra e afligi a 
humanidade, causando prejuízos e mortes. Há milhares de anos os raios são 
observados e estudados, mais ainda poucos progressos foram obtidos a 
respeito do fenômeno, existindo ainda muitas duvidas (KINDERMAN, 1997). 
 
De acordo com KINDERMAN (1997) apesar de todos os esforços, não 
conseguimos evitar que um raio caia sobre determinado prédio. No entanto, 
todos os cuidados são no sentido de disciplina-lo na sua queda, obrigando-o a 
seguir um caminho pré-determinado para a terra, ou seja, a implementação dos 
pára-raios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6-Foto de um raio. 
Fonte: (Click Especial, Microservice). 
 
1.2 Formação das Descargas Atmosféricas 
 
 KINDERMAN (1997) diz que a nuvem carregada induz no solo cargas 
positivas, que ocupam uma área correspondente ao tamanho da nuvem. Como 
a nuvem é arrastada pelo vento, a região de cargas positivas no solo 
acompanha o deslocamento da mesma, formando praticamente uma sombra 
de cargas positivas que segue a nuvem. Neste deslocamento, as cargas 
positivas induzidas vão escalando árvores, pessoas, pontes, edifícios, pára-
raios, morros, etc., ou seja, o solo sob a nuvem fica com carga positiva entre a 
nuvem e a terra formando diferenças de potenciais. Nota-se que para a 
descarga se efetuar não é necessário que o campo elétrico seja superior à 
rigidez dielétrica de toda a camada de ar entre a nuvem e o solo, bastando 
para isso, um campo elétrico bem menor. Isto é explicado pelo fato do ar entre 
a nuvem e a terra não ser homogêneo, pois contém grande quantidade de 
impurezas, umidade e ar ionizado, que estão em constante agitação. Com isto, 
o ar entre a nuvem e a terra fica muito “enfraquecido”, e um campo elétrico 
menor já é suficiente para que o raio consiga perfurar o ar e descarregar na 
terra, isso ocorre em frações de micro-segundos. 
 
Segundo KINDERMAN (1997) na maioria dos raios ocorre entre nuvens, 
formando descargas paralelas à superfície do solo. Isto se dá durante uma 
tempestade, onde nuvens se aproximam a uma distância tal que a rigidez do ar 
é quebrada pelo alto gradiente de tensão, com a conseqüente formação do 
raio, ocorrendo à neutralização das nuvens. 
 
 
1.3 Valores das Descargas Atmosféricas 
 
A gama de variações dos valores dos raios é uma questão preocupante, 
exigindo maiores estudos. Veja uma tabela de valores medidos e registrados 
sobre as características dos raios. 
 
 
Corrente 2000 a 2000.000 Ampéres. 
Tensão 100 a 1.000.000 KV 
Duração 70 a 200 us 
Carga Elétrica da Nuvem 20 a 50 C 
Potência liberada 1000 a 8.000 milhões de kWh 
Energia 4 a 10 kWh 
Tempo de Crista 1,2 us 
Tempo de meia Cauda 50 us 
 
Tabela 1-Valores do Raio. 
Fonte: (Descargas Atmosféricas Geraldo Kinderman). 
 
 
1.4 Ação das Descargas em Estruturas 
 
De um modo geral, é grande ainda o desconhecimento e o grau de 
incerteza do efeito, da ação e da proteção contra descargas atmosféricas. Por 
este motivo as normas e recomendações existentes são indefinidas em alguns 
pontos e imprecisas em outros, sendo necessários muitos estudos e uma 
grande evolução no conhecimento do assunto para que se disponha de uma 
melhor orientação quanto ao tratamento a ser dado na proteção contra 
descargas atmosféricas (KINDERMAN, 1997). 
 
KINDERMAN (1997) Descreve que é interessante ressaltar que, desde a 
proposta de Benjamin Franklin de utilizar uma haste para proteção contra 
descargas atmosféricas, até hoje não se encontrou nada melhor. E isto ocorreu 
há mais de 200 anos. Hoje, a utilização de pára-raios de Franklin em estruturas 
elevadas, tem mostrado, na prática, que as laterais dos edifícios não estão bem 
protegidas e deve ser complementada com outro tipo de proteção. Os avanços 
atuais obtidos foram apenas na metodologia dos cálculos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7-Danos a Estrutura. 
Fonte: (Click Especial, Microservice). 
 
 
 
1.5 Legislação e Normas Técnicas 
 
A decisão de proteger uma estrutura contra os raios pode ser uma 
exigência legal. No Brasil uma precaução do proprietário para evitar prejuízos 
ou ainda uma exigência das companhias de seguros, já que os raios são 
causas de danos físicos e incêndios. 
 
As normas devem fornecer subsídios para os legisladores, proprietários 
e agentes de seguros decidirem quanto à necessidade de proteção. Se os 
códigos de obras de uma dada localidade não especificarem quais estruturas 
devem ser obrigatoriamente protegidos, deverá ser empregado o método da 
norma NBR-5419/2001[MOREIRA LEITE, 1999]. 
 
O objetivo da NBR-5419/2001 é fixar as condições exigíveis ao projeto, 
instalação e manutenção de sistemas de proteção contra descargas 
atmosféricas (SPDA) de estruturas, bem como pessoas e instalações no seu 
aspecto físico dentro do volume protegido. 
 
 
Figura 8-Norma NBR-5419/2005. 
Fonte: (www.abnt.org.br). 
 
 
1.6 Nível de Proteção Contra Descarga Atmosférica 
 
Definiram-se para as diversas estruturas, níveis de proteção a serem 
usados pelo projetista de proteção contra descargas atmosféricas. Apesar de 
não haver dados orientados de como escolher o nível de proteção adequado, 
existem quatro níveis que são apresentados na Tabela 2. 
 
PROTEÇÃO CONTRA DESCARGA ATMOSFÉRICA 
NÍVEL DE 
PROTEÇÃO 
CARACTERISTICAS DA 
PROTEÇÃO 
IV Nível Normal de Proteção. 
III Nível Moderado de Proteção. 
II Nível Médio de Proteção. 
I Nível Máximo de Proteção. 
 
Tabela 2-Nível de Proteção. 
Fonte: (Proteção contra Descargas Atmosféricas, Moreira Leite). 
 
Nível I: Destinado às estruturas nas qual uma falha do sistema de 
proteção pode causar danos às estruturas vizinhas ou ao meio ambiente. Ex. 
depósitos de explosivos, fábricas ou depósitos de produtos tóxicos ou 
radioativos, indústrias com áreas classificadas e outros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9-Nível 1. 
Fonte: (Engenheiro Especialista). 
 
Nível II: Destinados às estruturas cujos danos em caso de falha serão 
elevados ou haverá destruição de bens insubstituíveis ou de valor histórico, 
mas, em qualquer caso, se restringirão a própria estrutura e seu conteúdo; 
incluem-se também aqueles casos de estruturas com grande aglomeração de 
público, havendo, portanto risco de pânico. Ex: museus, sítios arqueológicos, 
ginásios esportivos, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10 - Nível 2. 
Fonte: (Engenheiro Especialista). 
Nível III: Destinado às estruturas de uso comum, como residências, 
escritórios, fábricas (excluídas aquelas com áreas classificadas) e outras. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 - Nível 3. 
Fonte: (Engenheiro Especialista). 
 
Nível IV: Destinado às estruturas construídas de material não inflamável, 
com pouco acesso de pessoas, e com conteúdo não inflamável. Ex.: depósitos 
em concreto armado, alvenaria ou estrutura metálica de produtos agrícolas não 
inflamáveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12 - Nível 4. 
Fonte: (Engenheiro Especialista). 
 
Quanto maior o nível de proteção requerido, maior é a quantidade de 
elementos usados na instalação. 
 
 
1.7 Eficiência do Sistema de Proteção Contra Descargas 
Atmosféricas 
 
Existem descargas atmosféricas de diferentes tipos e intensidades. Por 
este motivo, um sistema de proteção não pode ser dito seguro para todos os 
níveis de descarga atmosférica. Raios raros, de altíssima intensidade, podem 
danificar o sistema de proteção e também causar algum dano na estrutura da 
edificação. Estes podem ser danos físicos na estrutura do prédio e também nosequipamentos elétricos e eletrônicos no interior da edificação. 
 
KINDERMAN (1997) diz que especialistas internacionais, após anos de 
análise, produziram uma estimativa estatística da eficiência do sistema de 
proteção contra descargas atmosférica, de acordo com o nível de proteção 
desejado. O grau de eficiência esta registrado na tabela 3. 
 
PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS 
NÍVEL DE PROTEÇÃO EFICIÊNCIA DA 
PROTEÇÃO 
I 98% 
II 95% 
III 90% 
IV 80% 
Tabela 3 - Eficiência da Proteção. 
Fonte: (Descargas Atmosféricas Geraldo Kinderman). 
 
1.8 Índice Ceráunico 
 
De acordo com KINDERMAN (1997), índice Ceráunico (IC) é um 
parâmetro que indica o número de dias de trovoadas por ano em uma 
determinada localidade. 
 
KINDERMAN (1997) afirma que este dado é mais realista quando se tem 
registro de muitos anos. O Observador deverá registrar as trovoadas dentro de 
sua localidade. A distância estimada da ação do observador é de um círculo 
com raio de 20 km. 
 
ÍNDICES CERÁUNICOS DE ÁLGUMAS CIDADES DO 
BRASIL 
LOCALIDADE MEDIA LOCALIDADE MEDIA 
Florianópolis 54 Passo Fundo 74 
Blumenau 70 Rio de Janeiro 24 
Joinville 76 São Paulo 38 
Xanxerê 88 Curitiba 53 
Tubarão 68 Londrina 80 
Porto Alegre 20 Jaú 106 
Tabela 4 - Índice Ceráunico de Algumas Cidades do Brasil. 
Fonte: (Descargas Atmosféricas Geraldo Kinderman). 
 
 
1.9 Densidade de Raios 
 
Segundo [MOREIRA LEITE, 1999] para obter a densidade de raios (Ng) 
de uma região, a partir do seu índice Ceráunicos, a IEC recomenda a equação 
baseada em levantamentos feitos em várias partes do mundo: 
 
Ng = 0,04 * Td1, 25 
 
Obs. Fórmula utilizada para Calcular o número provável de raios sobre 
uma determinada estrutura ou área por ano. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13 - Mapa Raios por KM
2
*ano. 
Fonte: (Descargas Atmosféricas Geraldo Kinderman). 
 
 
1.10 Parâmetros da Edificação 
 
De acordo com [MOREIRA LEITE, 1999] se considerarmos, avista em 
uma planta em forma de torre de seção circular, ou paralelepipédica diríamos 
que a sua área de atração, área de captação ou área de exposição da estrutura 
poderia ser calculada por: 
 
Torre onde: o r = ao raio, e h = altura, a área de atração será: Aa = Pi * 
(r+h)2. 
Paralelepipédica onde: Alt = Altura, Larg = Largura, e Compr = 
Comprimento, a área de atração será: Aa = (Compr*Larg)+2*(Alt*Larg) 
+2(Alt*Compr)+PI*(Alt*Alt). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14 - Estrutura em forma de Torre e Paralelepípeda. 
Fonte: (Click Especial, Microservice). 
 
 
1.11 Probabilidade de Queda de Raio 
 
MOREIRA LEITE (1999) diz que a partir da área de atração, calculada e 
da densidade de raios para a terra em uma determinada região, pode-se 
calcular a probabilidade de queda de raios sobre a estrutura. Isto pode ser feito 
pela expressão: 
P = Aa*Ng*10-6. 
 
Onde: Aa é a área de atração em m2 e Ng é a densidade em [raios/km2/ 
ano]. O coeficiente 10-6 é introduzido para acertar as unidades. 
 
 
 1.12 Necessidade e Níveis de Proteção 
 
A probabilidade de uma estrutura ser atingida por um raio, ou seja, de 
quantos em quantos anos é provável que, em média, caia um raio sobre ela é, 
pois facilmente calculáveis pela expressão acima. A partir desse número, 
levando-se em conta: o material de que é construída, a finalidade, a ocupação, 
os conteúdos, a existência de estruturas nas vizinhanças e o tipo de terreno, 
determinar o risco de haver algum dano a essa estrutura por ocasião da queda 
de um raio na sua área de atração. Este é o método é utilizado na norma NBR-
5419-2001conforme [MOREIRA LEITE, 1999]. 
 
Sua vantagem é que fornece um número a partir do qual a proteção é 
obrigatória, tornando a avaliação um processo objetivo, fornecendo níveis de 
risco, deixando a avaliação da necessidade por conta do projetista ou do 
construtor. A NBR-5419-2001 leva em conta as várias situações relativas às 
estruturas e suas vizinhanças e estabelece para elas fatores de ponderação 
que, multiplicados pela probabilidade de queda de raio na sua área de atração 
que dará o risco de dano à estrutura resultando em dano pessoal. 
 
Como a probabilidade de uma pessoa morrer por raio é de (1 morte para 
cada 2.000.000), o valor 10-5 foi adotado como valor referencia para o risco 
desprezível, ou seja, a probabilidade sendo menor que esse número será 
equivalente ao risco que as pessoas têm de morrer pelo simples fato de 
estarem vivas. Foram introduzidos 5 fatores de ponderação A, B, C, D e 
(correspondentes a cada situação que pode influir no risco), que são traduzidos 
em números através de tabelas. O produto desses fatores pela Probabilidade P 
dará o valor de P0 o qual deverá ser confrontado com o valor de referencia 
adotado e tomada à decisão de se fazer ou não a proteção. A formação 
adotada pela NBR-5419-2001 permite adotar os valores de ponderação A, B, 
C, D, E, atribuindo o peso para cada um deles. [MOREIRA LEITE, 1999]. 
 
P0 = P*A*B*C*D*E 
 
A proteção será desnecessária se P0<10-5, e necessária se P0>10-3. 
 
Se o calculo conduzir a um valor intermediário, ou seja, 10-3>P0>10-5, o 
proprietário e o projetista deverão ter boas razões para deixar de prever um 
sistema de proteção contra descargas atmosféricas de acordo com as 
exigências da NBR-5419-2001. 
 
 
TIPO DE OCUPAÇÃO: FATOR A: 
Casas 0,3 
Casa com antenas externa. 0,7 
Fábricas, laboratórios. 1 
Escritórios, hotéis, apartamentos. 1,2 
Museus, exposições, shopping centers, 
estádios. 
1,3 
Escolas, hospitais 1,7 
Tabela 5 - Fator de Ponderação A, em função do tipo de ocupação. 
Fonte: (NBR-5419/2001). 
 
MATERIAL DE CONSTRUÇÃO: FATOR B: 
Metal revestido, cobertura não metálica. 0,2 
Concreto, cobertura não metálica. 0,4 
Metal ou concreto, cobertura metálica. 0,8 
Alvenaria. 1 
Madeira. 1,4 
Alvenaria ou madeira com cobertura 
metálica. 
1,7 
Cobertura de palha. 2 
Tabela 6 - Fator de Ponderação B, em função material da construção e da cobertura. 
Fonte: (NBR-5419/2001). 
 
 
CONTEÚDO: FATOR C: 
Comum, sem valor. 0,3 
Sensível a danos 0,8 
Subestações, gás, radio /TV/telefônica. 1 
Museu, monumentos, valores especiais. 1,3 
Escolas, Hospitais 1,7 
Tabela 7 - Fator de Ponderação C, em função do Conteúdo. 
Fonte: (NBR-5419/2001). 
 
 
 
LOCALIZAÇÃO FATOR D: 
Rodeados por arvores ou estrutura. 0,4 
Semi-isolada 1 
Isolada 2 
Tabela 8 - Fator de Ponderação D, em da localização. 
Fonte: (NBR-5419/2001). 
TOPOGRAFIA; FATOR E: 
Planície. 0,3 
Colina 1 
Montanha, 300 a 900 metros. 1,3 
Montanha, acima de 900 metros. 1,7 
Tabela 9 - Fator de Ponderação E, em função da topografia. 
Fonte: (NBR-5419/2001) 
 
 
1.13 Sistemas de Proteções Contra Descargas Atmosféricas 
 
 
1.13.1 Introdução a sistemas de proteções 
 
Como não se pode evitar que o raio caia sobre a estrutura, deve-se 
empregar técnicas de proteção que disciplinem o escoamento do raio para a 
terra, minimizando, ou mesmo evitando, seus efeitos danosos a estrutura, 
sendo que o objetivo da proteção é produzir uma blindagem na estrutura 
protegida, de modo a evitar que o raio cause danos diretos. Os efeitos indiretos 
não estão totalmente protegidos e cada caso deve ser examinado de modo a 
produzir a melhor proteção individual possível [KINDERMAN, 1997]. 
 
A diferença fundamental entre os métodos de proteção contra descarga 
atmosférica usados hoje é sem dúvida, a definição da área protegida. Com 
base neste fato será citado neste trabalho os principais métodos de proteção: 
 
 Método da Haste Vertical de Franklin. 
 Método daMalha ou Gaiola de Faraday. 
 Método do Captor Radioativo. 
 
 
1.13.2 Componentes de um Sistema de Proteção 
 
De acordo com [KINDERMAN, 1997] qualquer que seja o método de 
proteção escolhido, um sistema de proteção tem três sistemas de 
componentes, a saber: 
Sistemas de Captores: tem a função de receber os raios, reduzindo ao 
mínimo a probabilidade da estrutura ser atingida diretamente por eles, e deve 
ter capacidade térmica e mecânica para suportar o calor gerado no ponto de 
impacto, bem como os esforços eletromecânicos resultantes. A corrosão pelos 
agentes atmosféricos também deve ser levada em conta no seu 
dimensionamento, de acordo com nível de poluição e o tipo do poluente da 
região. 
 
Sistemas de Descidas: tem a função de conduzir a corrente do raio 
recebida pelos captores até o aterramento, reduzindo ao mínimo a 
probabilidade de descargas laterais e de campos eletromagnéticos perigosos 
no interior da estrutura; deve ter ainda capacidade térmica suficiente para 
suportar o aquecimento produzido pela passagem da corrente, resistência 
mecânica para suportar os esforços eletromecânicos e boa suportabilidade à 
corrosão. 
 
Sistemas de Aterramento: tem a função de dispersar no solo a corrente 
recebida dos condutores de descida, reduzindo ao mínimo a probabilidade de 
tensões de toque e de passo perigosas; deve ter capacidade térmica suficiente 
para suportar o aquecimento produzido pela passagem da corrente e, 
principalmente, deve resistir à corrosão pelos agentes agressivos encontrados 
nos diferentes tipos de solos. 
 
 
1.13.3 Método de Franklin 
 
Este método foi proposto por Franklin e tem por base uma haste 
elevada. Esta haste, em forma de ponta, produz sob a nuvem carregada, uma 
alta concentração de cargas elétricas, juntamente com um campo elétrico 
intenso. Isto produz a ionização do ar, diminuindo a altura efetiva da nuvem 
carregada, o que proporciona o raio através do rompimento da rigidez dielétrica 
da camada de ar. Esta proteção consiste em posicionar uma ou mais hastes de 
modo que o prédio protegido fique dentro da zona espacial de proteção, o raio 
captado pela ponta da haste é transportado pelo cabo de descida e escoado na 
terra pelo sistema de aterramento. Se a bitola do cabo de descida, conexões e 
aterramento não forem adequados, as tensões ao longo do sistema que 
constitui o pára-raios serão elevadas e a segurança estará comprometida. 
 
Ao se instalar um sistema de proteção com pára-raios, deve-se ter 
sempre em mente o principio básico da proteção, isto é, “É preferível não ter 
pára-raios a ter um sistema mal dimensionado ou mal instalado”. 
[ENGENHEIRO ESPECIALISTA, 2004]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15 - Captor tipo Franklin. 
Fonte: (Engenheiro Especialista). 
 
KINDERMAN (1997) descreve que é interessante registrar as polemicas 
que ocorreram ao longo do tempo sobre a área ou volume efetivo de proteção 
proporcionado pela haste de Franklin. A região espacial de proteção é a zona 
protegida pelo pára-raios, isto é, se o raio cair nessa zona, ele preferirá o 
caminho através do pára-raios. 
 
Muitos pesquisadores propuseram as seguintes zonas de proteção: 
 
 Gay-Lussac, em 1823, propôs um cilindro de altura h e 
raio 2h; 
 De Fonvill , em 1874, propôs um cone com vértice na 
ponta da haste, formando um ângulo de 63º com a 
vertical; 
 Comissão de Paris, em 1875, propôs um cone idêntico 
ao anterior formando 60º com a haste; 
 Chapman, em 1875, propôs um cone formando 45º com 
a haste; 
 Nelsens, em 1880, propôs um cone com 30º. 
 
Recentemente, verificou-se que o ângulo do cone de proteção depende 
da altura e do grau de proteção pretendido. A tabela abaixo mostra o ângulo de 
proteção em função da altura (h) e do grau de proteção. 
 
ÂNGULOS DE PROTECÃO 
Grau de Proteção Altura Máxima (h) da Ponta da Haste ao Solo (m) 
<=20 20< h <= 30 30< h <= 45 45 < h <= 60 
IV 55º 45º 35º 25º 
III 45º 35º 25º * 
II 35º 25º * * 
I 25º * * * 
Tabela 10 - Ângulos de Proteção. 
Fonte: (NBR-5419/2001). 
 
A notação “*” na tabela acima significa que a proteção por Franklin não é 
suficiente. Isto porque se verificou que muitas estruturas altas, protegidas por 
Franklin, recebiam descargas pela lateral. Os ângulos de proteção devem ser 
em relação a vertical, como mostra a figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 16 - Proteção tipo Franklin. 
Fonte: (Engenheiro Especialista). 
 
 
1.13.4 Método da gaiola de Faraday 
 
Segundo [KINDERMAN, 1997] a proteção por Franklin utiliza uma haste 
(captor) ou fio estendido horizontalmente como forma de captura do raio. Já o 
principio básico da proteção proposta por Michael Faraday (1791-1867) é usar 
os condutores de captura em forma de anel. Os condutores em anel formam 
malhas ou gaiolas, recebendo o nome da Gaiola de Faraday. A Gaiola de 
Faraday por ser uma proteção eficiente, e é largamente adotada. Para 
melhorar a sua eficiência, pode ser usada consorciada com a proteção tipo 
Franklin. É formada por várias quadrículas de condutores, ou seja, anéis que 
evitarão a penetração do raio no interior do prédio. 
 
Faraday em sua experiência demonstrou que quando as correntes 
uniformemente distribuídas passam pela Gaiola, o campo magnético no interior 
da mesma é nulo, mas é muito pequeno. O raio ao cair na estrutura, não 
produz uma dissipação uniforme, por este motivo ocorrem induções internas 
Área Protegida 
devido a variação do campo magnético existente no interior da gaiola. Sua 
proteção é possível, pois as correntes induzidas nas quadrilhas criam campos 
magnéticos de oposição, levando o raio para as bordas da malha, obrigando-se 
a fluir para o cabo de descida. Quanto mais malha for à gaiola, melhor a 
blindagem, portanto melhor a proteção [KINDERMAN, 1997]. 
 
 
Figura 17 - Prédio com captor tipo Gaiola de Faraday. 
Fonte: (Engenheiro Especialista). 
 
Foi estabelecida a dimensão dos espaçamentos dos condutores para 
diferentes graus de proteção. Este estudo foi apresentado pela Norma NBR-
5419-2001. Nesta proposta, os retículos da Gaiola são quadrados, isto é, 
formam quadrículas. As distanciam máximas dos espaçamentos dos 
condutores da malha, em relação ao grau de proteção pretendido, estão na 
Tabela 10. 
 
QUADRÍCULA DA GAIOLA DE FARADAY 
Grau de Proteção Dist. Máx. dos Espaçamentos 
I 5x7, 5m 
II e III 10x15m 
IV 20x20m 
Tabela 11 - Espaçamentos dos Condutores. 
Fonte: (NBR-5419/2001). 
 
 
1.13.5 Método do Captor Radioativo 
 
De acordo com [KINDERMAN, 1997] sua ação ativa (dinâmica) é 
produzida pelos elementos radioativos que bombardeiam o ar, ionizando-o. 
Esta ação radioativa ocorre permanentemente durante toda a vida útil do pára-
raios. 
 
O pára-raios radioativo é semelhante ao pára-raios de Franklin. No seu 
captor são colocados os elementos (material) radioativos. O captor do pára-
raios radioativo está na figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 18 - Prédio com captor tipo radioativo. 
Fonte: (Engenheiro Especialista). 
 
De acordo com [KINDERMAN, 1997] foram levantados vários problemas 
relativos ao desempenho, uso, manuseio, vida útil, aplicação e instalação do 
pára-raios radioativo. 
 
A polêmica se fundamenta nos seguintes fatos: 
 
 A zona espacial de proteção não é muito maior a do 
pára-raios tipo Franklin. 
 Risco na armazenagem. 
 Risco no manuseio durante a instalação. 
 Risco no uso indiscriminado de pára-raios nos prédios 
com alturas distintas; 
 Vida útil do elemento radioativo ( média de 450 anos ) 
dezenas de vezes maior que a vida útil do prédio e dos 
elementos que compõem o pára-raios. 
 Quando o pára-raios ficar velho e fora de uso, onde 
guardar a carcaça radioativa? 
 
Devido aos problemas acima levantados o sistema é considerado 
ineficaz e seu uso foi proibido pela transição da resolução 04 de 19/04/1989,da 
Comissão Nacional de Energia Nuclear - DOU de 09/05/1989, é recomendada 
sua substituição por um sistema mais eficaz. 
 
 
1.13.6 Cabo de descida 
 
O cabo de descida tem a função de conduzir o raio desde o captor até o 
sistema de aterramento. O cabo de descida deve ser preferencialmente 
contínuo. Se não for possível usar emendas metalizadas [MOREIRA LEITE, 
1999]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 19 Cabo de Descida. 
Fonte: (Engenheiro Especialista). 
 
Como o raio elétrico produz aquecimento no cabo de descida, os limites 
térmicos do cabo devem ser garantidos pelo dimensionamento adequado da 
sua bitola. A prática tem mostrado que estes limites são garantidos pelas 
bitolas mínimas indicas na tabela 11. 
 
BITOLA MÍNIMA DO CABO DE DESCIDA 
Material Descidas (para estruturas 
de altura de até 20m). 
Descidas (para estrutura 
de altura superior a 20 m). 
Cobre 16 mm2 35 mm2 
Alumínio 25 mm2 70 mm2 
Aço 50 mm2 50 mm2 
Tabela 12 Seção do Cabo de Descida. 
Fonte: (NBR-5419/2001). 
 
Quando a corrente do raio flui pelo cabo de descida, é gerado ao seu 
redor um campo magnético variável que atrai e induz tensão nos materiais 
condutores vizinhos. 
 
MOREIRA LEITE (1999) diz que para atenuar as corrente induzidas nos 
materiais condutores vizinhos, deve-se distribuir o cabo de descida. A 
distribuição divide os efeitos térmicos e também proporciona uma redução nos 
campos magnéticos internos a estrutura. Esta distribuição é feita de maneira 
uniforme ao longo do perímetro do prédio protegido, mantendo-se os 
afastamentos máximos indicados na tabela 12. 
 
CABOS DE DESCIDA 
NÍVEL DE PROTEÇÃO ESPAÇAMENTO MÁXIMO 
I 10M. 
II 15M. 
III 20M. 
IV 25M. 
Tabela 13 Espaçamentos Máximos Entre os Cabos de Descida. 
Fonte: (NBR-5419/2001). 
 
É conveniente interligar todas as descidas por um condutor horizontal 
junto ao solo a fim de formarem uma distribuição uniforme e simétrica, para 
prevenir a formação de potenciais distintos que consequentemente causam 
danos materiais. 
 
 
 1.13.7 Sistema de Aterramento 
 
O sistema de aterramento é o elemento que está intimamente ligado ao 
solo. Existem diversas configurações que podem ser usadas. 
 
O material do sistema de aterramento, devido a água e sais minerais 
próprios do solo, sofre efeito da corrosão. Sendo a conexão o ponto mais 
vulnerável, ela devera ser coberta com um material emborrachado. Caso esta 
providencia não seja adotada, forma-se na conexão, devido a corrosão, uma 
película de óxido, que sendo isolante, coloca em risco todo o sistema de 
proteção. [MOREIRA LEITE, 1999]. 
 
Para assegurar a dispersão da corrente de descarga atmosférica na 
terra sem causar sobre tensões perigosas, o arranjo e as dimensões do 
subsistema de aterramento são mais importante que o próprio valor da 
resistência de aterramento. Entretanto, recomenda-se, uma resistência de 
aproximadamente 10 ohms, como forma de reduzir os gradientes de potencial 
no solo e a probabilidade de centelha mento perigoso [KINDERMAN, 1997]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20 - Caixa de Aterramento. 
Fonte: (Engenheiro Especialista). 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
MICHAEL ABIL RUSS GERAIX. – Trabalho de conclusão do Curso de 
Engenharia de Computação e desenvolvimento de software. Arapongas – PR. 
2004. 
 
KINDERMANN, G. Descargas Atmosféricas. 2º ed. Porto Alegre, Sagra 
Luzzatto, 1997. 
 
MOREIRA L, D.; MOREIRA L,C . Proteção Contra Descargas Atmosféricas. 4º 
ed. São Paulo, Oficia de Mydia, 1999.